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原文传递大型搅拌设备智能控制应用技术研究

论文题名：	大型搅拌设备智能控制应用技术研究
关键词：	沥青混合料搅拌设备;温度智能控制系统;智能监控系统;学习控制算法;设计思路;分布式;总线;称重精度;上位机监控软件;组件技术;遗传迭代;学习智能;相关产品;物料;智能监控技术;监控与故障诊断;智能化;远程监控系统;系统开发效率;实时数据交换
摘要：	沥青混合料搅拌设备是建设高等级公路的重要设备之一，该设备的技术性能直接影响着路面的质量和使用寿命。目前我国生产的该类设备以160t/h以下的中低档产品居多，普遍存在生产能力小、效率低、可靠性差、自动化程度落后等问题。国外如美国、英国、德国、瑞士、意大利、日本等国家生产的沥青混合料搅拌设备虽然各具特点，但其总体技术水平处于世界领先地位，尤其在设备控制系统的智能化程度方面具有明显的优势。为了缩小与国外相关产品的差距，本项目采用先进的现场总线技术和智能控制方法，研制开发出了基于CAN总线和组件技术的分布式、模块化结构的大型沥青混合料搅拌设备智能控制系统。　　项目的主要研究内容包括如下几个方面：　　 1、对沥青混合料搅拌设备智能监控技术国内外研究现状、发展概况及趋势进行了回顾与总结。结合国内外相关产品监控技术的现状及企业的实际情况，提出了面向沥青混合料搅拌设备分布式智能监控系统的“模块化+智能控制算法+CAN总线通讯”的设计思路。　　 2、以MSP430单片机为核心，研制了大型搅拌设备智能监控系统硬件。设计实现了大型搅拌设备数字信号、模拟信号的调理、采样、量化和编码，通信电路以CAN总线通信方式实现了微控制器与上位机的分布式实时数据交换。　　 3、提出了应用于物料自动称重的遗传迭代学习智能控制算法。对于设定值为80kg的物料，采用常规迭代学习控制算法遗传迭代学习智能控制算法的对比实验结果表明，称重精度由0.439％提高到0.368％，称重时间由9.64秒缩短到8.44秒，大大改善了称重精度并提高了称重效率。　　 4、将模糊PID算法应用于物料烘干温度智能控制系统。仿真及实验结果表明，采用模糊理论有效地实现了PID参数的智能整定，所设计的模糊PID控制器具有参数整定快、系统动态品质好和稳态精度高等特点。　　 5、分析了电机的故障监测和报警模式、设计了电机故障模糊神经网络诊断算法、构建了基于B/S结构的大型搅拌设备远程监控系统，实现了大型搅拌设备中的电机、物料温度等参数的远程智能监控与故障诊断。　　 6、分析了组态软件开发上位机监控软件的不足，基于.NET平台，设计了能独立工作，具有高度复用性的自定义组件。重点解决了系统开发效率、灵活应用及后期维护、功能扩充、升级和移植等方面存在的不足。　　 7、采用基于.NET的组件技术和触摸屏的人机交互技术，并综合运用CAN总线、智能控制技术开发了大型搅拌设备分布式智能监控系统，极大地提高了系统的智能化信息化水平。　　 8、详细分析了沥青混合料搅拌设备工艺流程，确定了监控系统的整体结构及功能要求，并有针对性地进行了监控系统上位机和下位机设计开发与试验，验证了本文监控系统设计思路的合理性、有效性和实用性。
作者：	宋胜利
专业：	机电工程
授予学位：	博士后
授予学位单位：	同济大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文